该类钢主要制造承受较大冲击载荷的热锻模具，如各种尺寸的锤锻模、平锻模（平锻机用锻模）和大型压力机用锻模等。要求模具钢的冲击韧度高、淬透性高、导热性能好，并具有较高的热疲劳强度和一定的回火稳定性，以保证模具能承受冲击载荷及在急冷急热的工作条件不发生早期失效。常用低合金高韧性热作模具钢的牌号及化学成分见表5-4。该类钢属于高韧性钢，特点为碳含量低，可保证热处理后具有良好的强韧性，但缺点为耐热性较低。

表5-4 常用低合金高韧性热作模具钢的牌号及化学成分

注：w（P）≤0.030%，w（S）≤0.030%。

（1）5CrMnMo钢 该钢为传统的高韧性锤锻模具钢和不含镍的锤锻模用钢。其淬透性比5CrNiMo钢稍差，高温工作时的耐热疲劳性低于5CrNiMo钢。该钢的强度与5CrNiMo钢相似，但塑性、韧性要低一些。要求韧性较高时可以采用电渣重熔优质钢材。

1）5CrMnMo钢的预备热处理工艺规范见表5-5。

表5-5 5CrMnMo钢的预备热处理工艺规范

2）5CrMnMo钢的淬火与回火工艺规范见表5-6。

表5-6 5CrMnMo钢的淬火与回火工艺规范

注：1.加热设备采用电阻炉。

2.出炉淬火时可先空冷到740～780℃，再入油淬火。

3.一般回火2次，每次回火后均需油冷，以防回火脆性产生。

3）提高5CrMnMo钢模具寿命的热处理工艺见表5-7。

表5-7 提高5CrMnMo钢模具寿命的热处理工艺

图5-1 冲击较大的5CrMnMo钢热锻模等温强韧化处理工艺曲线

图5-2 中小型5CrMnMo钢模具等温强韧化处理工艺曲线

4）5CrMnMo钢应用举例见表5-8。

表5-8 5CrMnMo钢应用举例

（2）5CrNiMo钢 该钢为一种高韧性热锻模具钢，具有良好的塑性、韧性及淬透性，同时具有良好的强度和高的耐磨性。该钢与5CrMnMo钢相比，在高温下的强度、韧性及耐热疲劳性能较高，室温力学性能与500～600℃时几乎一致。在加热到500℃时，仍能保持300HBW左右的硬度。

1）5CrNiMo钢的预备热处理工艺规范见表5-9。

表5-9 5CrNiMo钢的预备热处理工艺规范

2）5CrNiMo钢的淬火与回火工艺规范见表5-10。5CrNiMo钢模块的淬火与回火工艺规范见表5-11。该钢具有回火脆性，故需要回火后进行油冷，最后增加一次消除应力的低温回火（160～200℃）。淬火与回火时均不能在油中冷到室温，否则容易造成模具的开裂。

表5-10 5CrNiMo钢的淬火与回火工艺规范

注：回火设备采用电阻炉。

表5-11 5CrNiMo钢模块的淬火与回火工艺规范

3）提高5CrNiMo钢模具寿命的热处理工艺见表5-12。

表5-12 提高5CrNiMo钢模具寿命的热处理工艺

4）应用。5CrNiMo钢多用来制造形状复杂、冲击载荷大的各种大、中型热锻模（厚度为300～500mm）。该钢也是各种剪切工具、精压模、冷镦模的基本材料。

（3）4CrMnSiMoV钢 该钢为国产大截面低合金热作模具钢和高韧性热作模具钢，具有较高的强度和耐磨性、良好的冲击韧性和淬透性，并具有较高的回火稳定性与高温强度和抗热疲劳性能，其中高温力学性能、回火稳定性及热疲劳性能均优于5CrNiMo、5CrMnMo钢。

1）预备热处理为等温退火：840～860℃×2～4h加热，炉冷到700～720℃等温4～8h，炉冷至500℃以下出炉空冷。(www.daowen.com)

2）4CrMnSiMoV钢的淬火与回火工艺规范见表5-13。

表5-13 4CrMnSiMoV钢的淬火与回火工艺规范

注：回火设备均采用空气电阻炉。

3）应用。4CrMnSiMoV钢可用于大型、中小型热锻模，与5CrNiMo等热作模具钢的使用寿命比较，该钢制造热作模具寿命最高，如连杆模、前梁模、齿轮模、突缘模（深型模）等，均比5CrNiMo钢模具寿命提高0.1～0.8倍；用于校正模、弯曲模和平锻机锻模的寿命，比5CrNiMo钢的一般都高0.5倍，个别的超过1～2倍。

（4）5SiMnMoV钢 该钢为高强韧性锤锻模用钢，它克服了5CrNiMo钢热强性不足和4Cr5W2VSi钢韧性不足的缺点。该钢的缺点是有脱碳倾向。

1）5SiMnMoV钢的预备热处理工艺规范见表5-14。

表5-14 5SiMnMoV钢的预备热处理工艺规范

2）5SiMnMoV钢的淬火与回火工艺规范见表5-15。

表5-15 5SiMnMoV钢的淬火与回火工艺规范

注：1.回火采用空气电阻炉。

2.中型热锻模采用加热温度的中上限，小型热锻模采用淬火温度的中下限。

3.为减少模具淬火后的应力与畸变，淬火时建议先空冷到750～780℃，再油冷到150～180℃出油立即回火。

3）应用。5SiMnMoV钢适于制作承受载荷不大的热作模具或中、小型热锻模（边长为300～400mm）等；该钢也是各种剪切工具、精压模、冷镦模的基本材料。

（5）45Cr2NiMoVSi（45Cr2）钢 该钢为新型的热作模具钢，具有二次硬化效应。该钢具有较高的强韧性、较强的耐热疲劳性和耐热磨损性，用其制作的热作模具具有较高的使用寿命。例如500mm×500mm截面的热锻模，热处理后心部硬度比5CrNiMo钢高13HRC，使用寿命提高1倍左右。

1）预备热处理为锻后等温退火：790～810℃×1～2h加热，炉冷至710～730℃等温2～4h，炉冷到500℃以下出炉空冷。

2）45Cr2钢推荐的淬火与回火工艺规范见表5-16。

表5-16 45Cr2钢推荐的淬火与回火工艺规范

注：回火加热设备采用空气电阻炉。

3）应用。45Cr2钢主要用于制造10t以下的各类锤锻模，例如“东-75”拖拉机大从动齿轮锻模，使用设备为10t锤，其寿命比德国进口的55CrNiMoV6钢模具提高0.5倍以上。

（6）5Cr2NiMoVSi（5Cr2）钢 该钢是大截面压力机锻模钢和高淬透性锻模用钢，具有高的高温强度和良好的热硬性、淬透性，以及较好的热疲劳性能与冲击韧性。在450～550℃范围内回火时产生二次硬化效应。

1）预备热处理为等温退火：400℃以下装炉，790～810℃保温2～4h，炉冷至710～730℃保温4～6h，炉冷到450℃以下出炉空冷，硬度为220～230HBW。

2）5Cr2钢推荐的淬火与回火工艺规范见表5-17。5Cr2钢模块的淬火与回火工艺规范见表5-18。

表5-17 5Cr2钢推荐的淬火与回火工艺规范

表5-18 5Cr2钢模块的淬火与回火工艺规范

3）应用。5Cr2钢适宜制作大截面压力机锻模和高淬透性锻模，以及对韧性要求高而热硬性要求不太高的热锻模。用于制作各类压力机锻模和3t锤锻模，平均寿命比5CrNiMo钢高0.5～1倍；制作汽车前梁模，使用设备为12000t机械压力机，5CrNiMo钢锻模平均寿命5000件，而5Cr2钢模具的使用寿命达到8500件。

（7）3Cr2MoWVNi（B3）钢 该钢是高韧性热作模具钢，淬火后的最高硬度为52HRC。该钢具有二次硬化效应，在550～600℃回火后，仍能保持较高的硬度（45～50HRC）。该钢与5CrNiMo、5CrMnMo、4CrMnSiMoV钢相比，其回火稳定性与热硬性明显提高。

1）预备热处理为等温退火：810～830℃×2～4h加热，炉冷至700～720℃等温4～6h，炉冷至500℃以下出炉空冷。

2）B3钢的淬火与回火工艺规范见表5-19。

表5-19 B3钢的淬火与回火工艺规范

注：1.要求较高热硬性的模具可采用上限淬火温度（1020℃）。

2.要求良好韧性的模具可采用下限淬火温度（980℃）。

3）应用。3Cr2MoWVNi钢主要用于制作锤锻模、平锻机锻模、大型压力机锻模，常用于制造突缘、滑动叉及羊角机锻模具。该钢可替代5CrNiMo钢和5CrMnMo钢，制作大截面锤锻模和锻造压力机锻模。该钢制造的万向节叉等热作模具的寿命平均达1.14万件，最高达到1.4万件，比用5CrNiMo钢制造的机锻模寿命提高1倍以上。